STICKOXIDSYNTHASE IM PERIPHEREN NERVENSYSTEM DER SCHILDKRÖTE TRACHEMYS SCRIPTA ELEGANS

Abstract

Die vorliegende Arbeit ist ein Beitrag zur Frage der phylogenetischen Einordnung von Stickoxid (NO) als Neurotransmitter im peripheren Nervensystem. Es wird die Lokalisation der Stickoxidsynthase (NOS) in der Schildkröte Trachemys scripta elegans als Vertreter der Reptilien analysiert. Um den Nachweis des Stickoxid bildenden Enzyms zu führen, wurde sowohl die histochemische Methode (NADPH-Diaphorase) als auch die indirekte Immunzytochemie mittels eines spezifisch gegen die neuronale Form der NOS gerichteten polyklonalen Antikörpers verwendet. Es sind zwar alle neuronalen Strukturen immunzytochemisch und histochemisch übereinstimmend markiert, jedoch zeigt das Steroidhormon-produzierende Gewebe der Nebennieren deutlich eine alleinige NADPHd-Diaphorase-Aktivität, die nicht als spezifisch für die Stickoxidsynthase gelten kann. Mittels beider Methoden konnten in dieser Arbeit übereinstimmend positive von nicht markierten Neuronenpopulationen unterschieden werden. Parasympathische Kopfganglien (Ganglion ciliare und palatinum) und sensorische Ganglienzellen (Ganglion trigeminale, Spinalganglien) enthalten stets Subpopulationen von nitrergen Neuronen, während in cervicalen sympathischen Ganglien (Ganglion cervicale superius, inferius) keine NOS-markierten Zellen vorkommen. Im Respirationstrakt befinden sich positive Neurone in direkter Umgebung von Larynx und Trachea, im Nervus laryngeus recurrens und in intrapulmonalen Ganglien. Kardiale Ganglien beinhalten wenige reaktive Neurone. Innerhalb des gesamten Magen-Darmtrakts sind eine beträchtliche Anzahl neuronaler Markierungen im Plexus myentericus und submucosus zu finden. Viele kleine positive Ganglien liegen im Gewebe der Nebennieren und entlang der Milzgefässe. Im Urogenitaltrakt befinden sich viele positiv markierte Nervenzellen und Nervenfasern in der Harnblase, den akzessorischen Blasen sowie vereinzelt auch in den Corpora cavernosa von Klitoris und Penis. Die Organe Leber, Niere, Pankreas und Thymus zeigten keine neuronalen Signale bis auf vereinzelte perivasculäre Markierungen. In der stammesgeschichtlichen Entwicklung gelten Reptilien als gemeinsame Vorläufer von Vögeln und Säugern. Nach herkömmlicher Auffassung gelten Schildkröten als den Vorläuferreptilien relativ nahe Abkömmlinge (Cruce et al. 1974; Powers et al. 1980). Daher sprechen die vorliegenden Ergebnisse für eine schon früh in der Evolution etablierte nitrerge Innervation nahezu aller Organe der Amnioten, die sich in wesentlichen Zügen auch bei den heutigen Säugern wiederfindet.

Nitric oxide has been identified as an important component of non-cholinergic, non-adrenergic neurotransmission in the peripheral nervous system of mammals. The present study is primarily concerned with the question to what extent the function of nitric oxide in autonomic transmission might represent a phylogenetically ancient and conserved feature. - Turtles were killed by an overdosis of pentobarbital and perfused transcadially by 4% paraformaldehyde. Cryostat sections were reacted for NADPH diaphorase histochemistry and with an antiserum against nitric oxide synthase (type I) followed by immunofluorescence or immunoperoxidase detection according to standard protocols. - While no positive cells were detected in a cervical sympathic ganglion, parasympathic ganglia (e.g. ciliary and palatine) and sensory ganglia (e.g. trigeminal) harbored different subpopulations of nitrergic neurons. In the respiratory tract, positive neurons were fund in the laryngeal and tracheal wall, in the nervus laryngeus recurrens and in intrapulmonary ganglia. The cardiac ganglia contained few reative neurons. Throughout the digestive tract, a considerable portion of neurons and fibers in the myenteric and submucosal plexus were stained. Many small positive ganglia were scatterred in the adrenal gland and around splenic blood vessels. Liver, kidney, pancreas and thymus showed no neuronal signals except of few paravasculary markings. With N-omega-nitro-L-arginin, a competitive antagonist of the nitric oxide synthase, preincubated sections showed no differnce in NADPH diaphorase histochemistry and immunofluorescence dection. In summary, the distribution pattern of neuronal nitric oxide synthase in the peripheral nervous system of a reptile reveals remarkable similarities to that of mammalian species. The use of nitric oxide as a transmitter appears to represent a phylogenetically ancient feature in automic regulation of organ function.